Смекни!
smekni.com

Сравнительный анализ численных методов (стр. 3 из 9)

Условие выполнено, необходимая точность достигнута. Итерационный процесс можно прекратить. Добиться указанной точности нам удалось на 6-ой проведенной итерации.

1.3 Метод касательных

Его отличие от предыдущего метода состоит в том, что на k-й итерации вместо хорды проводится касательная к кривой y=F (x) при х=ck-1 и ищется точка пересечения касательной с точкой абсцисс. При этом необязательно задавать отрезок [a,b], содержащий корень уравнения, а достаточно лишь найти некоторое начальное приближение корнях.

Рисунок 4 - Метод касательных

Уравнение касательной, проведенной к кривой y=F (x) в некоторой точке с координатами х0 и F (х0) имеет вид:

y-F (х0) =F’ (х0) (x-х0).

Отсюда найдем следующее приближение корня х как абсциссу точки пересечения касательной с осью х (у=0):

х=х0 - F (х0) /F’ (х0).

Аналогично могут быть найдены и следующие приближения как точки пересечения с осью абсцисс касательных. Формула для n-го приближения имеет вид:


хnn-1 - F (хn-1) /F’ (хn-1), n=1,2,…

При этом необходимо, чтобы выполнялось условие F’ (хn-1)

0.

Для окончания итерационного процесса используются те же условия, что и в методе хорд.

1.4 Практическое применение метода касательных

1.4.1 Исследование функции

Решим уравнение

методом касательных:

Рисунок 5 - График функции

Применим формулы:

хnn-1 - F (хn-1) /F’ (хn-1) и

Первая производная от функции:


9,308>0

Вторая производная от функции:

8,7<0

В качестве х0 выбрали а из условия, что значение функции в этой точке имеет такой же знак как и у второй производной на отрезке.

Применим формулу:

=0,001.

0,0428>0.001

Условие выполнено, необходимая точность достигнута. Итерационный процесс можно прекратить. Добиться указанной точности нам удалось на 2-ой проведенной итерации.

Рисунок 6 - График

для функции

Говоря о функции х=

, - выбрав начальное приближение х0 строится последовательность хп стремящаяся к
и условием сходимости здесь является
, т.е. тангенс угла наклона касательной должен быть меньше 1 (угол должен составлять менее 45 градусов).

1.4.2 Исследование функции

Решим уравнение

методом касательных:

Рисунок 7 - График функции

Первая производная от функции

:

1,39>0

Вторая производная от функции

:

2.091<0

В качестве х0 выбрали а из условия, что значение функции в этой точке имеет такой же знак как и у второй производной на отрезке.

Применим формулу:

=0,001.

0,2106>0.001